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적색 마이크로LED 저효율, 3차원 적층 기술로 해결

LED(발광다이오드) 빨강·초록·파랑(RGB) 구현에서 가장 어려운 색은 파랑이었다. 이를 만든 일본 물리학자는 2014년 노벨물리학상을 받았다. 머리카락 보다 작은 마이크로 LED에서는 효율측면에서 파랑보다 빨강색 구현이 더 어렵다. 이유는 재료 특성상 표면결함과 전자 손실에 매우 민감해 효율이 잘 안나오기 때문이다. KAIST는 전기및전자공학부 김상현 교수 연구팀이 인하대학교 금대명 교수와 공동으로 초고해상도이면서도 전력 소모를 크게 줄인 적색 마이크로LED 디스플레이 기술을 개발했다고 28일 밝혔다. 이 기술 개발에는 화합물 반도체 제조업체 큐에스아이와 마이크로디스플레이·반도체 SoC 설계 기업 라온택이 회로 등을 지원했다. 연구팀은 최신 스마트폰과 비교했을때 디스플레이 해상도의 약 3~4배 수준, VR·AR 기기에서는 현실에 가까운 영상을 구현할 수 있는 1700 PPI급(인치당 픽셀수) 초고해상도 마이크로LED 디스플레이를 구현하는데 성공했다. 마이크로LED는 픽셀 자체가 발광하는 디스플레이 기술로, OLED(유기발광다이오드)보다 밝기와 수명, 에너지 효율 면에서 뛰어나지만 두 가지 핵심 난제가 있었다. 첫째는 적색 LED의 효율 저하 문제다. 특히 '적색 픽셀' 구현할때 픽셀이 작아질수록 에너지가 새어나가 효율이 급격히 떨어진다. 둘째는 전사(Transfer) 공정의 한계였다. 수많은 미세 LED를 하나씩 옮겨 심어야 하는 기존 공정 방식은 초고해상도 구현이 어렵고 불량률도 높았다. 연구팀은 이 문제를 동시에 해결했다. 먼저 알루미늄 인듐 인화물/갈륨 인듐 인화물(AlInP/GaInP) '양자우물 구조'를 적용해, 픽셀이 작아져도 에너지 손실이 거의 없는 고효율 적색 마이크로LED를 구현했다. '양자우물 구조'는 전자가 밖으로 빠져나가지 못하게 '에너지 장벽'을 세워 빛을 내는 공간에 가둬두는 기술이다. 이로 인해 픽셀이 작아져도 에너지 손실이 줄고, 더 밝고 효율 좋은 적색 마이크로LED 구현이 가능해진다. 연구팀은 또 LED를 하나씩 옮기는 대신, 회로 위에 LED 층을 통째로 쌓아 올리는 '모놀리식 3차원 집적 기술'을 적용했다. 이 방식은 정렬 오차를 줄이고 불량률을 낮춰, 초고해상도 디스플레이를 안정적으로 제작하는데 장점이 있다. 연구팀은 이 과정에서 회로 손상을 막는 저온 공정 기술도 함께 확보했다. KAIST 전자정보연구소 박주혁 박사(논문 제1저자)는 "화면 입자감이 거의 느껴지지 않아야 하는 AR·VR 스마트 글래스를 비롯한 차량용 헤드업 디스플레이(HUD), 초소형 웨어러블 기기 등 다양한 차세대 디스플레이 분야에 폭넓게 활용될 것"으로 기대했다. 박 박사는 또 "상용화를 위해선 우선 시장이 보다 활짝 열려야하고, 20%정도 효율을 더 개선해 3000PPI 수준은 돼야 할 것"으로 전망했다. 김상현 교수는 “이번 연구는 마이크로LED 분야에서 오랫동안 해결되지 않았던 적색 픽셀 효율과 구동 회로 집적 문제를 동시에 풀어낸 성과”라며, “상용화가 가능한 차세대 디스플레이 기술로 발전시켜 나가겠다”고 말했다. 연구는 국제 학술지 네이처 일렉트로닉스에 지난 20일 게재됐다. 예산은 한국연구재단 기본연구(2019), 디스플레이전략연구실 사업, 삼성미래육성센터가 지원했다.

2026.01.28 17:07박희범 기자

AI모델, 간단한 패치로 지식 전수…'분자비서'도 첫 공개

스마트폰을 바꿀 때마다 연락처와 사진을 개인이 일일이 옯겨야 한다면 난감해진다. 실제 데이터 학습이 필요한 인공지능(AI) 모델에서도 이 같은 상황은 마찬가지였다. 새로운 AI 모델이 나놀 때마다 막대한 비용을 들여 데이터 학습을 다시했다. 국내 연구진이 이같은 문제를 해결할 대안으로 AI 모델 간 '지식 이식'이 가능한 기법을 제안했다. 향후 AI 모듈(SW) 패치로 지식 이식이 손쉬워질 전망이다. KAIST는 전산학부 김현우 교수 연구팀이 고려대학교 연구팀과 공동으로 서로 다른 인공지능 모델 사이에서 학습된 지식을 효과적으로 '이식'할 수 있는 새로운 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 김현우 교수는 "이번 연구를 확장하면, 빠르게 발전하는 초거대언어모델이 등장할 때마다 반복적으로 수행해야 했던 후학습 비용을 크게 줄일 수 있다. 특정 분야 전문 지식을 손쉽게 추가하는 '모델 패치'가 가능해질 것”이라며 "지식 전수 과정에서 지적 재산권 침해나 윤리적인 문제는 없다"고 설명했다. 최근 인공지능 분야에서는 사진과 글을 함께 이해하는 시각–언어 모델(VLM)이 빠르게 발전하고 있다. 사용자가 사진을 보여주며 질문하면 설명을 해주는 챗GPT와 같은 멀티모달 AI가 대표적이다. 이러한 모델들은 대규모 이미지와 언어 데이터를 사전 학습해, 적은 양의 데이터만으로도 새로운 분야에 비교적 빠르게 적응할 수 있다는 장점을 지닌다. 그러나 새로운 AI 모델이 나올 때마다 이러한 '적응 과정'을 처음부터 다시 수행해야 한다는 점이 큰 비효율로 지적돼 왔다. 기존의 적응 기법들 역시 모델 구조가 조금만 달라져도 그대로 활용하기 어렵거나, 여러 모델을 동시에 사용해야 해 메모리와 연산 비용이 크게 증가하는 한계를 안고 있었다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 모델의 구조나 크기에 상관없이 학습된 지식을 재사용할 수 있는 전이 가능한 적응 기법인 '트랜스미터(TransMiter)'를 제안하고, AI가 쌓은 '적응경험'을 다른 AI모델로 쉽게 옮길 수 있다. 이는 AI의 복잡한 내부 구조를 뜯어고치지 않고, 예측 결과(output)만 보고 배운 요령을 다른 AI에게 전해주는 방식이다. 서로 생김새가 다른 AI 모델이라도 같은 질문에 내놓은 답변을 기준으로 정리해 주면, 한 AI가 익힌 노하우를 다른 AI도 바로 활용할 수 있다. 복잡하고 시간이 많이 드는 학습 과정을 다시 거칠 필요가 없고, 속도도 거의 느려지지 않는다. 김현우 교수는 "그동안 모델 구조나 크기가 다르면 재사용이 거의 불가능하다고 여겨졌던 AI의 적응 지식을 모델 종류에 상관없이 정밀하게 이식할 수 있음을 처음으로 입증했다"며 "필요한 분야에 맞춰 거대언어모델을 실시간 업데이트하는 이른바 '지식 패치(patch)' 기술로의 활용도 기대된다"고 말했다. 연구는 KAIST 전산학부 송태훈 석사과정생, 이상혁 박사후연구원, 고려대학교 박지환 박사과정생이 공동 저자로 참여했다. 연구 결과는 인공지능 분야 국제 학술대회(AAAI 2026, Association for the Advancement of Artificial Intelligence)에서 구두로 발표됐다. 구두 발표 채택률은 4.6%다. 한편 김현우 교수 연구실은 이번 논문을 포함해 구글 클라우드 AI와 공동 진행한 문서 내의 테이블 이해를 고도화한 기술인 탭플래시(abFlash) 등 논문 3편을 이 학회에서 발표했다. 탭플래시는 정보 밀도가 높은 영역에 집중하고 중복된 정보를 최소화하는 전략을 통해 계산 효율성을 크게 향상시킨 기술이다. 점적으로 질문 내용을 인공신경망에 주입해 스스로 질문에 관련성 높은 입력 중심으로 정확하고 간결한 특성값 생성을 유도하는 기법이다. 기존 공개 모델 및 상용 모델을 모두 능가하는 성능을 달성했다. 연산량(FLOPs)은 7%, 메모리 사용량은 30% 절감을 실현했다. 다른 하나는 과학 도메인 인공지능 분자비서인 '콜라모(CoLLaMo) 시스템'을 개발했다. 분자구조를 1차원 문자열, 2차원 분자 그래프, 3차원 공간 정보로 통합 이해하고, 사용자 지시에 따라 분자 속성을 예측하며 다양한 질의응답과 분자 표현법 변환 등을 수행할 수 있다. 김현우 교수는 이 콜라모가 인공지능 동료과학자(Co-scientist) 개념을 구현하고, 과학 연구 효율성과 발전속도를 획기적으로 높이는 데 기여할 수 있을 것으로 기대했다. 이들 연구는 국방기술진흥연구소 산학연 주관 핵심기술 연구개발사업과 정보통신기획평가원(IITP) 디지털혁신기술 국제공동연구사업 지원을 받아 수행됐다.

2026.01.27 10:03박희범 기자

디든로보틱스, 카이스트와 휴머노이드 개발 추진

로보틱스 스타트업 디든로보틱스는 카이스트 기계공학과와 피지컬 AI 및 휴머노이드 기술 분야 공동 연구·개발을 위한 업무협약(MOU)를 체결했다고 27일 밝혔다. 양 기관은 휴머노이드와 피지컬 AI 기반 로봇 플랫폼 핵심 기술을 개발한다. 카이스트가 보유한 기계·로봇 연구 역량과 디든로보틱스 로봇 시스템 설계 경험을 결합한다. 특히 휴머노이드 로봇의 손 및 조작 매커니즘 관련 연구 과제를 카이스트 기계공학과 연구진과 함께 수행한다. 연구 성과 기반 핵심 원천기술을 축적하고 장기적 연구 협력과 인재 양성 중심의 기술 협력관계를 구축한다는 방침이다. 디든로보틱스는 카이스트 기계공학과 '휴보랩' 출신 연구자 4명이 2024년 공동 설립한 로봇 전문 스타트업이다. 자율 보행과 복잡한 환경 적응이 가능한 자석발 사족 보행로봇 '디든 30'을 개발했다. 조선 산업을 비롯한 비정형 환경에서의 이동과 물리적 상호작용 기술을 축적해 왔다. 김준하 디든로보틱스 대표는 "카이스트 연구진의 기초·응용 연구와 디든로보틱스의 산업 적용 로봇 프로덕트 개발 경험이 결합되는 협업 모델이 될 것으로 기대한다"며 "국내 로봇 연구 및 기술 개발 전반의 경쟁력 강화에 기여할 것"이라고 말했다.

2026.01.27 09:20신영빈 기자

카카오그룹, 4대 과학기술원과 'AI 육성 프로젝트' 시상식 개최

카카오는 지난 22일 경기도 용인시 카카오 AI캠퍼스에서 '4대 과학기술원 X 카카오 인공지능(AI) 육성 프로젝트' 결선 및 시상식을 개최했다고 26일 밝혔다. 이번 프로젝트는 지난해 9월 카카오그룹이 발표한 500억원 규모의 지역 AI 생태계 육성 계획의 첫 실행 사례다. 이번 프로젝트에는 한국과학기술원(KAIST), 광주과학기술원(GIST), 대구경북과학기술원(DGIST), 울산과학기술원(UNIST) 등 4대 과학기술원 소속 교수·학생으로 구성된 66개 팀이 참여했다. 공모 분야는 ▲카카오 AI 서비스 및 인프라 ▲카카오뱅크 금융 고도화 ▲카카오모빌리티 미래 사업 ▲카카오엔터테인먼트 핵심 기술 등 카카오의 주요 사업과 연계된 기술 창업 아이디어였다. 결선에는 총 13개 팀이 발표를 진행했으며 KAIST 소속 애니브릿지 AI팀이 대상을 수상했다. 최종 선발 5개 팀에는 총 3천900만원의 상금이 지급되며, 모든 수상 팀에는 팀당 최대 3천500만원 규모의 '카카오클라우드' 크레딧이 제공된다. 해당 팀들은 향후 6개월간 카카오인베스트먼트의 초기 육성 프로그램을 통한 사업별 멘토링을 지원 받는다. 기술 고도화와 사업 모델 구체화 성과에 따라 팀당 최대 10억원 규모의 후속 투자 검토 기회도 주어진다. 장윤중 카카오엔터테인먼트 대표는 축사를 통해 "연구 단계에 머무르지 않고 실제 산업으로 확장 가능한 아이디어들이 다수 확인됐다"며 "이번 프로젝트가 AI 기술이 시장과 만나는 출발점이 되길 기대한다"고 말했다. 이날 행사에는 백준호 퓨리오사AI 대표도 참석해 예비 창업자들에게 실질적인 비전과 통찰을 공유하는 특별 강연을 진행했다. 카카오그룹은 이번 프로젝트를 시작으로 산학 협력을 기반으로 한 AI 인재 육성 체계를 고도화하고, 지역 중심의 딥테크 생태계가 안정적으로 성장할 수 있도록 지원을 이어갈 예정이다. 김도영 카카오인베스트먼트 대표는 "4대 과학기술원이 보유한 연구 역량과 카카오의 서비스·투자 경험의 연계 가능성을 엿볼 수 있었다"며 "단발성 공모가 아니라, 지속 가능한 AI 인재·스타트업 육성 모델로 이어가겠다"고 말했다.

2026.01.26 14:30박서린 기자

KAIST, 비만 막는 단백질 스위치 찾아...지방세포 생성 원리 첫 규명

국내 연구진이 비만이나 지방간을 만드는 특정 단백질의 스위치 기능을 새로 규명했다. KAIST는 생명과학과 임대식 교수와 강주경 교수 연구팀이 히포(Hippo) 신호전달경로 핵심 조절 단백질 인자인 '얍/타즈(YAP/TAZ)'가 지방세포 분화과정에서 후성유전체(에피게놈) 수준의 '분화 억제 스위치' 역할을 한다는 사실을 규명했다고 25일 밝혔다. 에피게놈은 유전 정보 위에 덧씌워진 조절 시스템을 말한다. DNA를 바꾸지 않고 유전자 사용법을 결정하는 정보층이다. 연구팀은 전구세포(어떤 세로가 될지 방향이 정해진, 성장 중간단계 세포)가 지방세포로 분화하는 전 과정을 추적했다. 과정 추적에는 유전자 발현 변화와 후성유전체 변화를 동시에 분석할 수 있는 차세대 염기서열 분석 기술이 활용됐다. 연구팀은 얍/타즈가 활성화된 조건에서는 지방세포라고 확인해주는 유전자 프로그램이 작동하지 못하고, 피피에이알감마(PPARγ)를 중심으로 지방세포 분화 네트워크 전반이 억제된다는 사실을 확인했다. 피피에이알감마는 몸속 에너지 저장과 사용을 조절하는 '대사 마스터 스위치'조절자다. 연구팀은 지방조직 단일세포 분석을 통해, 얍/타즈의 새로운 표적 유전자로 비글스리(VGLL3)도 발굴했다. 기존에는 얍/타즈가 피피에이알감마와 직접 결합해 그 기능을 억제한다고 알려져 있었지만, 연구팀은 이번 연구를 통해 비글스리가 지방세포 유전자들의 DNA 조절 부위인 '인핸서'를 억제해 지방세포 분화 프로그램 전체를 간접적으로 제어한다는 점을 밝혀냈다. 임대식 교수는 "지방조직 기능 이상은 비만, 인슐린 저항성, 지방간 등 다양한 대사질환과 관련이 깊다"며 "이번 규명은 지방세포가 언제, 얼마나 강하게 만들어질지를 결정하는 핵심 타이밍 조절에 히포 신호전달 경로가 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다"고 설명했다. 임 교수는 "연구팀이 제시한 '얍/타즈-비글스리-피피에이알감마' 축의 조절 원리규명으로 향후 대사질환을 조절하거나 치료하는 새로운 실마리를 제공할 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 연구는 KAIST 생명과학과 설태준 박사과정생과 강주경 박사가 공동 제 1 저자로 참여했다. 국제 학술지 사이언스 어드밴스즈(1월 14일자)에 게재됐다. 과기정통부/한국연구재단 리더연구자 지원사업, 해외우수과학자 유치사업 지원을 받았다.

2026.01.25 12:00박희범 기자

한화솔루션, KAIST와 10년 산학협력 마무리…특허 34건 성과

국내 석유화학 업계 최초로 산학 공동 설립된 한화솔루션-KAIST 미래기술연구소가 10년간의 연구를 마치고 운영을 종료했다. 한화솔루션은 KAIST와 손잡고 첨단 기술 개발과 인재 교류를 목표로 진행한 미래기술연구 프로젝트가 성공적으로 종료됐다고 23일 밝혔다. 단기 성과 중심 연구와는 차별을 두고 설립된 한화솔루션-KAIST 미래기술연구소는 1단계(2016 ~ 2020)에서 주요 원천 기술 확보와 연구 기반 강화를 목표, 2단계(2021 ~ 2025)에서 연구 성과 심화와 새로운 인재 양성을 중심으로 운영됐다. 연구소는 ▲차세대 석유화학 소재 기술 ▲에너지 절감형 화학 공정 기술 ▲이산화탄소 포집 및 수소 발생 반응용 촉매 연구 ▲바이오 기반 원료 제조 등 미래 기술의 주요 분야에서 연구를 진행했으며 총 34건의 특허 출원을 완료하며 원천 기술을 확보했다. 각 프로젝트는 한화솔루션 내부 개발 과제를 통해 보다 심화돼 한화솔루션의 기술 포트폴리오를 고도화하는 데 기여했으며, 운영 과정에서 채용과 연계한 우수 연구인력을 선발하며 산업계와 학계 간 인재 네트워크를 강화하는 성과를 거뒀다고 회사 측은 설명했다. 이상엽 KAIST 연구부총장 겸 미래기술연구소장은 “이번 협력은 단기적인 연구 성과를 넘어 장기적 관점에서 산업과 학계가 함께 미래 기술을 고민한 의미있는 산학협력이었다”며, “KAIST는 앞으로도 산업계와 협력해 국가 경쟁력 제고를 위한 연구와 인재양성에 기여하겠다”고 말했다. 김정대 한화솔루션 연구소장은 “KAIST와의 전략적 협력 사례를 바탕으로, 국내외 대학·연구기관과의 개방형 연구 네트워크를 확대해 나갈 계획”이라며 “산학 공동 연구와 인재 양성을 통해 미래 핵심 분야의 원천 기술을 선제적으로 확보하여, 한국 석유화학산업의 지속가능한 성장기반을 마련할 것”이라고 밝혔다”

2026.01.23 09:08류은주 기자

KAIST 등 4대 과학기술원 "학폭 가해자 안뽑는다"

KAIST를 포함한 전국 4 대 과학기술원 2026 학년도 수시모집에서 학교폭력 이력이 있는 지원자들이 전원 탈락한 것으로 드러났다. 국회 과학기술정보방송통신위원회 소속 더불어민주당 황정아 의원(대전 유성을)이 4대 과학기술원(KAIST, GIST, DGIST,UNIST)으로부터 제출받은 자료에 따르면 2026 학년도 수시 전형에서 학교폭력으로 감점을 받은 지원자 전원이 불합격했다. 이에 해당하는 지원자는 KAIST가 12명이었다. 또 GIST는 2명, UNIST가 1명이었다. 특히, DGIST는 학교폭력 조치사항 제 4 호(사회봉사)~제9호(퇴학 처분) 를 받은 수험생은 지원조차 하지 못하게 제한, 학교폭력 이력으로 감점받은 지원자가 없는 것으로 확인됐다. 황정아 의원은 “피해자에게 평생 상처를 남기는 학폭을 철없는 시절 일탈 정도로 치부해서는 안 된다” 며 “대입에서 학폭감점은 처벌이나 낙인을 찍는 게 아니라 , '잘못된 행동에 대한 책임은 스스로 져야 한다' 라는 학폭 가해자에게 가장 필요한 교육” 이라고 강조했다.

2026.01.22 16:39박희범 기자

김재철 동원 명예회장, KAIST에 59억원 3차 기부 "AI 세계 1등 돼달라"

김재철 동원그룹 명예회장이 “KAIST가 세계 1위 AI 연구 집단으로 도약해 달라”며 KAI5T에 59억 원을 기부하기로 하는 약정서에 서명했다. 이로써 김 명예회장 KAIST 기부금은 지난 2020년 500억 원 기부에 이어 2024년 2차 기부 44억원, 이번 3차 기부를 포함하면 총 603억 원이 됐다. 김 명예회장은 지난 2020년 '김재철 AI대학원'을 설립하며, KAIST가 AI 분야에서 세계 최고 수준의 역량을 갖출 것을 당부했다. 2024년에는 KAIST가 지난 5년간(2020~2024년) AI 연구 수준이 세계 대학 중 5위라는 소식을 접한 뒤, 이를 세계 1위 수준으로 도약시켜 달라는 요청도 했다고 KAIST 측은 전했다. 이광형 총장은 이에 “현재 세계 최고 수준으로 평가받는 카네기멜론대(CMU) AI 분야 교수진 규모가 45명 수준이다. 이를 뛰어넘기 위해선 관련 교수진 50명 이상으로 확대해야하고, 연구동 신축도 필요하다”고 설명했고, 김 명예회장은 이에 “건물은 내가 지어주겠다”고 화답했고, 이 화답을 이번 추가 기부금 약정으로 실천했다. 이번 3차 약정은 현재 추진 중인 AI 교육연구동 건물의 설계가 본격화됨에 따라, 건립 과정에서 예상되는 부족 재원을 충당하기 위해 59억 원을 추가 지원하기로 결정했다는 것이 KAIST 측 설명이다. 현재 건립 중인 AI 교육 연구동은 지상 8층·지하 1층, 연면적 1만8천182㎡(약 5,500평) 규모로, 2028년 2월 완공될 예정이다. 완공 이후에는 교수진 50명과 학생 1천 명이 상주하는 세계 최고 수준의 AI 연구 거점으로 활용될 전망이다. KAIST는 2021학년도부터 10년간 정규 정원 외로 매년 석사과정 60명, 박사과정 10명을 '동원장학생'으로 추가 선발, 운영 중이다. 초기 3년간 학비와 연구장려금은 기부금으로 지원됐고, 2024학년도부터는 KAIST가 자체 예산으로 운영 중이다. KAIST는 김재철AI대학원을 세계 최고 교수진으로 구성하고, 체계적인 석·박사과정을 운영할 계획이다. 목표는 글로벌 AI 핵심 인재 양성이다. 김재철 명예회장은 "대한민국이 AI 선진국으로 도약하는 길에 이번 기부가 작은 마중물이 됐으며 한다. 앞으로 글로벌 핵심 인재들이 이곳에서 성장해 국가 경쟁력 강화에 기여할 수 있기를 기대한다”고 말했다. 이광형 총장은 “김재철AI대학원을 세계 최고 AI 인재들이 모여 혁신을 만들어내는 메카로 성장시켜 기대에 반드시 보답하겠다”고 감사의 뜻을 전했다.

2026.01.16 09:14박희범 기자

전세계 전파망원경 동시 관측 오차 해결…우주 위치 측정역량↑

전파망원경은 우주에서 오는 미세한 전파 신호를 포착해 이를 천체 이미지로 바꾸는 장비다. 아주 먼 블랙홀을 선명하게 관측하려면 여러 대의 전파망원경이 하나처럼 정확히 같은 시각에 우주 신호를 포착해야 한다. 레이저 빛을 이용해 전파망원경 관측 시점과 위상을 정밀하게 맞추는 기술이 처음 개발됐다. KAIST는 기계공학과 김정원 교수 연구팀이 한국천문연구원(KASI), 한국표준과학연구원(KRISS, 원장 이호성), 독일 막스플랑크 전파천문연구소(MPIfR)와 공동으로 광주파수빗(optical frequency comb) 레이저를 전파망원경 수신기에 직접 적용하는 기술을 세계 처음 구현했다고 15일 밝혔다. 일반적인 레이저는 한 가지 색(주파수)만 내지만, 광주파수빗 레이저는 수만 개 색들이 일정한 간격으로 줄지어 배열된다. 마치 빗처럼 보여 '주파수 빗(frequency comb)'이라고 부른다. 광주파수빗 레이저는 각 빗살 하나하나의 주파수를 정확히 알 수 있고 그 간격 또한 원자시계 수준으로 정밀하게 맞출 수 있어 과학자들 사이에서는 '빛으로 만든 초정밀 자'로 불린다. 과학자들은 블랙홀 등 우주를 관측할 때 정확도와 연속성 등을 위해 전세계 전파망원경을 서로 연결한다. 대표적인 예가 전세계 8대 전파망원경을 연결한 '사건의 지평선 망원경(EHT)'이다. 이때 가장 핵심기술이 동시 관측하는 초장기선 전파간섭계(VLBI) 기술이다. 각 망원경이 수신한 전파 신호를 마치 하나의 정밀한 자에 맞춰 정렬하듯 위상(phase)을 일치시키는 것이다. 그러나 기존 전자식 기준 신호 방식은 관측 주파수가 높아질수록 기준이 되는 신호 자체가 미세하게 흔들려, 이를 바탕으로 한 정밀한 위상 보정을 수행하는 데 한계가 있었다. 연구팀이 이 문제를 세계 처음 해결했다. KAIST 연구진은 '기준 신호 생성 단계부터 빛(레이저)을 활용해 위상 정렬의 근본적인 정밀도를 높이자'는 발상으로, 광주파수빗 레이저를 전파망원경 내부로 직접 전달하는 방식을 개발했다. 이를 통해 기준 신호 생성과 위상 보정 문제를 하나의 광학 시스템으로 동시에 해결하는 데 성공했다. 기존 방식이 관측 주파수가 올라갈수록 '눈금이 미세하게 떨려 위상을 맞추기 어려운 자'와 같았다면, 이번 기술은 '극도로 안정적인 빛으로 위상을 고정하는 초정밀 자'로 기준을 세운 것에 비유할 수 있다. 한국표준과학연구원 현민지 박사는 "멀리 떨어진 전파망원경들이 하나의 거대한 망원경처럼 정교하게 연동될 수 있는 기반을 마련한 것"이라고 말했다. 연구팀은 한국우주전파관측망(KVN) 연세 전파망원경을 이용해 시험 관측으로 가능성을 검증했다. 전파망원경 간 신호의 안정적인 간섭무늬(fringe)를 검출하는 데 성공했다. 또 정밀한 위상 보정이 가능함도 실제 관측으로 입증했다. KAIST 김정원 교수는 "최근 이 시스템을 KVN 서울대 평창 전파망원경에도 추가 설치해, 여러 관측소를 동시에 사용하는 확장 실험으로 이어지고 있다"고 설명했다. 연구팀은 실제 이를 통해 불확도 등이 구체적으로 얼마나 개선됐는지 추가 연구를 진행할 계획이다. 연구팀은 향후 블랙홀 이미지를 더욱 선명하게 관측할 수 있을 뿐 아니라, VLBI 관측에서 오랫동안 문제로 지적돼 온 장비 간 위상 지연 오차를 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 특히 ▲대륙 간 초정밀 시계 비교 ▲우주측지 ▲심우주 탐사선 추적 등 정밀한 시공간 측정이 필요한 다양한 첨단 분야로 확장 활용될 수 있을 것으로 보고 있다. 김정원 교수는 “이번 연구는 광주파수빗 레이저를 전파망원경에 직접 적용해 기존 전자식 신호 생성 기술의 한계를 뛰어넘은 사례”라며, “차세대 블랙홀 관측의 정밀도를 높이고, 주파수 계측과 시간 표준 분야 발전에 크게 기여할 것”이라고 말했다. 연구는 KAIST 현민지 박사(현 한국표준과학연구원 연구원)와 안창민 박사가 공동 제1저자로 참여했다. 김정원 교수도 주저자로 참여했다. 연구 성과는 광학분야 국제 학술지(Light: Science & applications, IF=23.4)에 게재됐다. 연구비는 국가과학기술연구회(NST)가 창의융합연구사업으로 지원했다.

2026.01.15 09:29박희범 기자

1~2나노 반도체 발광효율 한계 돌파…표면 제어 길 열려

그동안 불가능 영역으로 여겨졌던 초소형 반도체 표면 제어를 원자수준으로 정밀하게 다룰 수 있는 신기술이 세계 처음 개발됐다. 기존 반도체 빛 효율 1%를 18.1%까지 끌어올린 덕분이다. TV, 스마트폰, 조명처럼 빛을 내는 반도체는 우리 일상 곳곳에 쓰이고 있다. 하지만 아직까지 친환경 반도체를 만들기 위한 기술 장벽도 여전하다. 특히 머리카락 굵기(약 10만 나노미터)보다 수만 배 작은 1~2나노 반도체는 밝은 빛을 낼 수 있지만, 실제로는 산화가 일어나고, 사이즈가 너무 작아 특성에 영향을 미치는 등으로 빛 발현이 되지 않았다. KAIST는 신소재공학과 조힘찬 교수 연구팀이 차세대 친환경 반도체 소재로 주목받는 나노 반도체 입자인 인듐 포스파이드(InP) 매직 사이즈 나노결정(MSC) 표면을 원자 수준에서 제어하는 원천 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 연구팀이 주목한 소재는 '매직 사이즈 나노결정'이라 불리는 수십 개 원자로 이루어진 초소형 반도체 입자다. 이 물질은 모든 입자가 똑같은 크기와 구조를 가져 이론적으로는 매우 선명한 빛을 낼 수 있다. 하지만 크기가 1~2나노미터에 불과해, 겉면에 생기는 미세한 결함 때문에 빛이 대부분 사라지는 한계를 안고 있었다. 실제로 지금까지는 빛의 효율이 1%에도 미치지 못했다. 기존에는 이 문제를 해결하기 위해 강한 화학 물질인 불산(HF)으로 표면을 깎아내는 방법이 쓰였지만, 너무 강한 반응 탓에 반도체 자체가 망가지는 경우가 많았다. 조힘찬 교수 연구팀은 접근 방식을 바꿨다. 반도체를 한 번에 깎아내는 대신, 화학 반응이 아주 조금씩 일어나도록 정밀하게 조절하는 에칭 전략을 고안했다. 이를 통해 반도체의 형태는 그대로 유지하면서, 빛을 방해하던 표면의 문제 부분만 선택적으로 제거하는 데 성공했다. 결함 제거 과정에서 생성된 불소와 반응 용액 내 아연 성분은 염화아연 형태로 결합해, 노출된 나노결정 표면을 안정적으로 감싼다는 것을 확인했다. 연구팀은 "기존 1% 미만이던 반도체의 빛 효율을 18.1%까지 끌어올렸다"며 "이는 현재까지 보고된 인듐 포스파이드 기반 초소형 나노 반도체 가운데 세계 최고 수준의 성과로, 기존보다 18배 이상 밝아진 것"이라고 설명했다. 조힘찬 교수는 "그동안 제어가 거의 불가능하다고 여겨졌던 초소형 반도체의 표면을 원자 수준에서 정밀하게 다룰 수 있음을 처음으로 입증했다는 점에서 의미가 크다"며 "차세대 디스플레이는 물론, 양자 통신, 적외선 센서 등 다양한 첨단 기술 분야로의 활용이 기대된다"고 말했다. 조 교수는 또 “단순히 더 밝은 반도체를 만든 것이 아니라, 원하는 성능을 얻기 위해 원자 수준에서 표면을 다루는 기술이 얼마나 중요한지를 보여준 사례”라고 덧붙였다. 연구는 KAIST 신소재공학과 주창현 박사과정과 연성범 석·박사통합과정생이 공동 제1저자로 참여했다. 조힘찬 교수와 스페인 바스크 소재·응용 및 나노구조 연구센터 (BCMaterials) 이반 인판테 (Ivan Infante) 교수가 공동 교신저자로 참여했다. 연구결과는 미국화학회지 (JACS, Journal of the American Chemical Society)에 온라인 게재됐다. 한편, 이번 연구는 한국연구재단이 지원하는 나노소재기술개발사업, 차세대지능형반도체기술개발사업, 양자정보과학 인적기반 조성사업, 그리고 한국기초과학지원연구원이 지원하는 신진연구자 인프라지원사업의 지원을 받아 수행됐다.

2026.01.14 14:13박희범 기자

KAIST, 화면 밝기 2배 향상된 OLED 기술 개발..."상용화 눈앞"

국내 연구진이 유기발광다이오드(OLED) 화면 밝기를 2배 이상 개선하는데 성공했다. 디스플레이를 보다 더 작게 만들어야 하는 과제가 남았지만, 상용화를 눈앞에 뒀다. KAIST는 전기및전자공학부 유승협 교수 연구팀이 OLED 내부에서 발생하는 빛 손실을 크게 줄일 수 있는 새로운 '준평면 광추출 구조'와 OLED 설계 방법을 찾았다고 11일 밝혔다. 준평면 광추출 구조는 OLED 표면을 평평하게 유지하면서, 안에서 만들어진 빛을 밖으로 더 많이 꺼내 주는 얇은 형태를 말한다. OLED는 매우 얇은 유기물 박막이 겹겹이 쌓여 만들어진다. 이 때문에 빛이 층과 층 사이를 지날 때 반사되거나 흡수돼, OLED 내부에서 생성된 빛의 80% 이상이 사실상 밖으로 나오지 못하고 열로 사라진다. 이를 해결하기 위해 OLED 위에 렌즈 구조를 붙여 빛을 밖으로 꺼내는 방식인 반구형 렌즈나 마이크로렌즈 어레이(MLA) 같은 광추출 구조를 사용한다. 그러나 반구형 렌즈 방식은 큰 렌즈가 돌출되기 때문에 평면형태를 유지하기 어렵고, 마이크로렌즈어레이는 충분한 광추출 효과를 보기 위해선 픽셀 크기 보다 훨씬 커야 해서 주변 픽셀과의 간섭 없이 높은 효율 향상을 도출하는데 한계가 있었다. 이에 연구팀은 발광 개구부와 수광 개구부 간 복사 전력 전달을 최대화하도록 OLED 소자 구조를 최적화한 뒤 반사 손실이 거의 없는 준평면 광추출 구조를 맞춤 설계했다. 통합형 광학 시뮬레이션을 활용, 나노미터 단위 소자 구조부터 밀리미터 단위 렌즈 형상까지 포함하는 광학 시스템을 동시에 최적화한 것. 그 결과 두께가 50 µm인 준평면 광추출 구조만으로 반구형 렌즈 (두께 2,000 µm 이상)에 근접하는 고효율을 달성했다. 이 설계에 따라 제작한 OLED 소자는 최대 EQE(광전환효율)가 48.0%를 나타냈다. 통상적인 EQE는 20% 정도로, 효율이 2배 이상 높았다는 것이 연구진 설명이다. 독일 쾰른대 박사후연구원 생활을 하고 있는 김준호 박사(공동제1저자)는 "OLED의 평평한 구조를 유지하면서도 같은 전력으로 더 밝은 화면을 구현할 수 있어, 스마트폰·태블릿 PC 등 모바일 기기의 배터리 사용 시간을 늘리고 발열을 줄이는 데 기여할 것"이라며 "디스플레이 수명 향상 효과도 함께 기대된다"고 말했다. 김민재 미국 스탠퍼드대 재료공학과 박사과정생(연구당시 신소재공학과 학사과정)은 "수업 중 떠올린 작은 아이디어가 KAIST 학부생 연구 프로그램(URP)을 통해 실제 연구 성과로 이어졌다”고 설명했다. 유승협 교수는 “그간 수많은 광추출 구조가 제시되었지만, 많은 경우 면적이 넓은 조명용이 대부분이었고, 수 많은 작은 픽셀로 이루어진 디스플레이에는 적용하기 어렵거나 적용해도 그 효과가 크지 못한 경우가 많았다”며, “이번에 제시된 준평면 광추출 구조는 픽셀 내 광원 대비 크기에 제약을 두어 인접 픽셀 사이에서 빛이 서로 간섭하는 현상도 줄이면서 효율도 극대화할 수 있도록 구현됐다"고 말했다. 유 교수는 또 “OLED 뿐 아니라 페로브스카이트·양자점 등 차세대 소재 기반의 디스플레이에도 적용할 수 있다”며 "조명밝기나 비용고려, 더 작게 만드는 숙제가 남아 있긴 하지만, 디스플레이 상용화를 위해 많은 고민을 함께 했기 때문에 기술성숙도(TRL)는 높은 편"이라고 말했다. 연구는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈 온라인판에 게재됐다. KAIST URP 프로그램, 한국연구재단 중견연구자 지원사업, 미래디스플레이 전략연구사업, 산업통상자원부 산업혁신인재성장지원사업, 전자부품산업기술개발사업으로부터 지원 받았다.

2026.01.11 12:00박희범 기자

유전자 돌연변이로 생기는 뇌암 기원 세계 첫 규명

유전자(IDH) 돌연변이로 인해 발생하는 난치성 뇌암이 어느 세포로부터 비롯됐고, 어디서 시작했는지가 처음 밝혀졌다. 뇌종양 조기 진단과 재발 억제 치료 패러다임 전환이 기대된다. 연구결과는 국제학술지 사이언스에 게재됐다. KAIST는 의과학대학원 이정호 교수와 연세대학교 세브란스병원 신경외과 강석구 교수 공동연구팀이 IDH-돌연변이 신경교종이 정상 뇌조직에 존재하는 교세포전구세포(Glial Progenitor Cell, GPC)에서 기원한다는 사실을 세계 최초로 규명했다고 9일 밝혔다. 교세포전구세포(GPC)는 신경줄기세포에서 분화한다. 신경계를 구성하는 신경교세포 전구 단계 세포다. 성체 뇌에서도 존재하며, 신경 재생과 탈수초 질환 회복에 관여한다. 논문 제1저자인 KAIST 박정원 의과학대학원 박사후 연구원(신경외과 전문의)는 “환자를 진료하며 품어왔던 '이 종양은 어디서 시작되는가'라는 질문이 이번 연구의 출발점"이라고 말했다. IDH-돌연변이 신경교종은 50세 이하에서 흔한 난치성 뇌종양이다. 초기에는 저등급 종양 상태로 진단되더라도 수술, 방사선치료, 항암치료 후 수년~수십년에 걸쳐 고등급 종양 즉, 악성으로 진화하는 경우가 많다. 기존에 기원이 밝혀졌던 교모세포종(GBM)과는 확연히 다른 임상양상을 보인다. 이 때문에 발병기전이 이질적일 것으로 예측돼 왔으나 정상 조직 내에서 무엇이, 어디서 시작하는지에 대한 직접적 근거는 밝혀진 바 없었다. 연구팀은 환자 종양과 인접 정상 대뇌피질 조직을 정밀 분석해, 악성 뇌종양으로 발달하는 가장 처음 사건이 IDH 유전자 돌연변이인 것과 종양 주변 정상 뇌조직에 초기 돌연변이 유전자(driver mutation)를 가진 기원세포(cell of origin)가 존재한다는 것을 세계 최초로 증명했다. 또 단일세포 수준의 공간 전사체기술을 비롯한 최신 연구 방법을 활용해, 이 기원세포가 교세포전구세포(GPC)임을 밝혔다. 강석구 교수는 "이번 연구는 '교모세포종'과 'IDH-돌연변이 신경교종'이 같은 뇌암이라 하더라도, 출발 세포와 시작 위치가 전혀 다르다는 사실을 밝혀낸 것"이라며 "뇌종양은 종류마다 발생 과정이 근본적으로 다르다는 점을 분명히 했다"고 의미를 부여했다. 이번 연구 성과를 바탕으로 KAIST 교원창업기업 소바젠(대표 박철원)은 IDH-돌연변이 악성 뇌종양 진화와 재발을 억제하는 RNA 기반 혁신 신약 개발을 진행 중이다. 또한 세브란스병원은 연구중심병원 한미혁신성과창출 R&D 사업을 통해 난치성 뇌종양 초기 변이 세포 탐지 및 제어 기술 개발을 추진하고 있다.

2026.01.09 09:28박희범 기자

KAIST-IBM, 반도체 '숨은 결함' 탐지 능력 1000배 더 끌어 올려

KAIST와 IBM연구소가 지난 2019년 네이처에 발표한 포토-홀 효과 후속 연구가 7년 만에 다시 공개됐다. 이번엔 포토-홀 효과를 기반으로 민감도가 기존 대비 1000배나 뛰어난 전자트랩(숨은결함) 탐지 기법을 발표했다. 연구결과는 국제학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 게재됐다. KAIST는 신소재공학과 신병하 교수와 IBM T. J. 왓슨 연구소 오키 구나완(Oki Gunawan) 박사 공동 연구팀이 반도체 내부에서 전기를 방해하는 결함(전자 트랩)과 전자 이동 특성을 동시에 분석할 수 있는 새로운 측정 기법을 개발했다고 8일 밝혔다. 논문 제1저자로 이 연구에 참여한 KAIST 신소재공학과 김채연 박사과정생은 "차세대 태양전지 소재로 주목받는 페로브스카이트에 이 기술을 적용해 기존 방법으로는 검출하기 어려웠던 아주 적은 양의 전자 트랩까지 정밀하게 찾아낼 수 있었다"며 "기존 대비 1,000배 더 민감한 측정 능력을 확보했다"고 말했다. 홀 측정은 전기와 자기장을 이용해 전자 움직임을 분석하는 방법이다. 연구팀은 이 기법에 빛을 비추고 온도를 바꿔가며 측정하는 방식을 더해, 기존에는 확인하기 어려웠던 정보를 얻는 데 성공했다. 빛을 약하게 비추면 새로 생긴 전자들이 먼저 전자 트랩에 붙잡힌다. 반대로 빛 세기를 점점 높이면 트랩이 채워지고, 이후 생성된 전자들은 자유롭게 이동하기 시작한다. 연구팀은 결함이 존재하는 경우 전도도–포토홀 전도도 그래프에서 특징적인 휘어짐(bending)이 나타난다는 점에 주목하고, 이 거동이 쌍곡선(hyperbola) 형태의 수학적 모델로 나타남을 규명했다. 연구팀은 이 기법을 먼저 실리콘 반도체에 적용해 정확성을 검증한 뒤, 실리콘 시료와 할라이드 페로브스카이트 박막 시료에 적용해 유효성을 검증했다. 검증결과 페로브스카이트 박막에서는 기존 정전용량 기반 분석법으로는 검출이 어려웠던 낮은 결함 밀도까지도 분석이 가능했다. 민감도가 1000배 이상 개선됐다는 것이 연구진 설명이다. 김채연 박사과정생은 "이 방법의 가장 큰 장점은 한 번 측정으로 여러 정보를 동시에 얻을 수 있다는 점"이라며 "전자가 얼마나 빠르게 움직이는지, 얼마나 오래 살아남는지, 얼마나 멀리 이동하는지뿐 아니라, 전자의 이동을 방해하는 트랩의 특성까지 함께 파악할 수 있다"고 설명했다. 신병하 교수는 “반도체 안에서 전기 흐름과 이를 방해하는 요인을 하나의 측정으로 동시에 분석할 수 있는 새로운 방법을 제시한 것"이라며 “메모리 반도체와 태양전지 등 다양한 반도체 소자 성능과 신뢰성을 높이는 데 중요한 도구가 될 것”이라고 말했다. 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.

2026.01.08 09:28박희범 기자

KIST 특임연구원에 권인소 KAIST 전 교수…피지컬AI 총괄

권인소 전 KAIST 전기 및 전자공학부 교수가 한국과학기술연구원(KIST) 국가특임연구원인 피지컬AI연구단장으로 영입됐다. 임기는 오는 2029년까지 3년이다. KIST는 2일 서울 본원에서 권인소 연구단장 영입식을 개최했다. 권 단장은 로보틱스 및 컴퓨터비전 분야 전문가다. 이와 관련 지난 10년간 83편의 논문을 발표했다. UNIDO(유엔산업개발기구) 중국투자진흥사무소가 지난해 발표한 '글로벌 100대 AI 인재에 한국인으로는 유일하게 선정됐다. 권 단장은 1958년생으로 서울대학교를 졸업한 뒤 1990년 미국 카네기멜런대서 로보틱스 전공으로 박사학위를 받았다. 1996~1998년 한구로봇학회장과 한국컴퓨터비전학회장, 2014~2020년 컴퓨터 비전 아시안연맹 회장을 지냈다. 권 단장은 “한국형 피지컬 AI 모델을 비롯한 AI 휴머노이드 핵심 원천 기술을 개발하고 수요자 관점에서 실증 연구를 진행, 국민이 체감할 수 있는 성과를 창출하겠다”며 “로보틱스, 비전언어모델(VLM), 3D 비전, 멀티모달, 휴먼-AI, 월드 모델 등 각 분야의 대한민국 최고 인재들을 유치해 연구진을 구성하고 원팀으로 도전할 것"이라고 말했다.

2026.01.02 13:29박희범 기자

KAIST-네오젠로직, AI 항암 백신 설계…"2027년 FDA 승인 목표"

AI(인공지능) 기반 맞춤형 항암백신 설계 기술이 개발됐다. 오는 2027년 FDA(미식품의약국) 승인이 목표다. KAIST는 바이오및뇌공학과 최정균 교수 연구팀이 네오젠로직과 공동으로 신생항원을 예측하는 새로운 AI 모델을 개발하고, 이를 통해 면역항암치료에서 B 세포의 중요성을 규명했다고 2일 밝혔다. B세포는 항체를 만드는 백혈구 일종이다. 활성화되면 암 항체를 대량 분비하는 형질세포와 면역을 유도하는 기억B 세포로 분화한다. 그러나 그동안 암 치료 등에 쓰이는 신생항원은 주로 T 세포 반응성 예측에 의존했다. T세포는 세포성 면역(cell-mediated immunity)을 담당하는 백혈구의 한 종류다. 최정균 교수는 "대규모 암 유전체 데이터, 동물실험, 항암백신 임상시험 자료 등을 통해 검증했다"며 "신생항원에 대한 B 세포 반응성을 정량적으로 예측할 수 있는 최초의 AI 기술"이라고 설명했다. 신생항원은 암세포 돌연변이에서 유래된 단백질 조각으로 이루어진 항원이다. 암세포 특이성을 갖기 때문에 차세대 항암 백신의 핵심 타깃으로 주목받아 왔다. 모더나와 바이오엔텍은 신생항원 기반 항암백신 기술을 발전시키는 과정에서 확보한 mRNA(메신저RNA) 플랫폼을 활용해 COVID-19 백신을 개발했다. 현재 글로벌 제약사와 항암백신 임상시험을 진행 중이다. 그러나 항암백신 기술은 대부분 T 세포 면역반응으로 이루어져왔다. B 세포가 매개하는 면역반응에 대한 검증과 연구는 부족했다. 최 교수는 "존스홉킨스대학교 연구를 보면 B 세포 종양 면역 역할에 대한 근거가 축적되고 있음에도 불구하고 대부분 항암백신 임상시험이 여전히 T 세포 반응에만 초점을 맞추고 있다고 지적한다"고 말했다. 연구팀은 돌연변이 단백질과 B 세포 수용체(BCR) 간 구조적 결합 특성을 학습해 B 세포 반응성을 예측하는 방식으로 기존 한계를 극복했다. 특히 항암백신 임상시험 데이터를 분석한 결과, B 세포 반응까지 통합적으로 고려함으로써 실제 임상에서 항종양 면역 효과를 크게 높일 수 있음을 확인했다. 논문 공동 제1저자인 김정연 박사는 "쥐 실험을 통해 임상 자료 검증이 이루어졌고, B세포의 효과에 대해선 유의미한 결과를 얻었다"고 설명했다. 최정균 교수는 “현재 신생항원 AI 기술을 사업화하고 있는 네오젠로직과 개인맞춤형 항암백신 플랫폼 전임상 개발을 진행하고 있다"며 "오는 2027년 임상 진입을 목표로 FDA IND 제출을 준비 중”이라고 말했다. FDA IND는 사람에게 처음으로 신약을 투여하기 전, FDA에 임상시험을 해도 되는지 허가를 받는 절차다. 네오젠로직은 지난해 SCL사이언스 자회사로 인수됐다. 본래 펜타메딕스였은데, 인수 과정에서 네오젠로직으로 개명했다. 암 백신 개발 전문기업이다. 최정균 교수가 대표를 맡고 있다. 연구는 김정연 박사와 함께 안진현 박사가 공동 제1저자로 참여했다. 연구 결과는 국제 학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 게재됐다.

2026.01.02 09:43박희범 기자

삼성-KAIST, 센서·연산·저장 통합한 AI반도체 첫 공개…"전력난 해소 큰 도움"

인공지능(AI)이 불러온 전력난을 반도체 제조 기술로 해결할 방법이 제시됐다. KAIST는 전기및전자공학부 전상훈 교수 연구팀이 '센서–연산–저장'을 통합한 새로운 AI 반도체 제조 방식을 공개했다고 31일 밝혔다. 이 연구는 삼성전자, 경북대, 한양대와 협업으로 수행됐다. 이 기술은 지난 8일부터 10일까지 미국 샌프란시스코에서 열린 '국제전자소자학회(IEEE IEDM 2025)'에서 전상훈 교수팀이 이와 관련한 6개의 기술을 공개, 하이라이트 논문과 최우수 학생 논문으로 각각 선정됐다고 31일 밝혔다. 이들 6개 기술의 핵심은 센서–연산–메모리를 통합해 AI 반도체 풀스택을 구현했다는 점이다. AI 반도체 입력(Perception)-전처리·연산(Computation)-저장(Storage) 전 계층을 단일 재료 및 공정 플랫폼으로 통합, AI 활용에서 대두되는 전력 문제를 최소화했다. 전상훈 교수는 "특히, 입력단 뉴로모픽 센서와 니어-픽셀 기반 아날로그 연산, 하프니아 기반 3D NAND·FeNAND 메모리를 모두 한 플랫폼에서 구현, 엣지 AI·모바일·자율주행·로보틱스·헬스케어 등 분야에서 전력 소모를 획기적으로 줄였다"고 말했다. 주요 연구결과는 ▲ M3D 인-센서 스파이킹 비전(하이라이트 논문) ▲고신뢰성 낸드플래시메모리(최우수 학생논문) ▲2T–2 근접-픽셀 아날로그 MAC(곱셈·누산) 기술 ▲촉각 뉴로모픽 소자 ▲3.5 nm NC-낸드 기술 ▲ΔP(분극변화량) /ΔQit(계면트랩 전하 변화량)/ΔQit'(분극 비의존 계면 트랩 저하 변화량) 완전 분리 측정법 확립 등이다. 하이라이트로 선정된 논문을 통해 빛을 감지하는 기능과 신경세포처럼 신호를 스파이크 형태로 변환하는 기능을 단일 칩에 집적한 연구결과를 공개했다. 빛을 감지하는 센서와 뇌처럼 신호를 처리하는 회로를 아주 얇은 층으로 만들어 위아래로 겹쳐 한 칩에 넣어 보고–판단하는 과정이 동시에 이뤄지는 구조를 구현했다. '세계 최초의 인-센서 스파이킹 컨볼루션' 플랫폼을 완성한 것. 사람의 눈과 뇌 기능을 모사해 하나의 칩 안에 쌓아 올린 반도체 연구 결과다. M3D는 센서와 회로층을 수직으로 한 칩에 적층하는 차세대 집적 기술이다. 기존에는 이미지를 찍고(센서), 숫자로 바꾼 뒤(ADC), 메모리에 저장하고(DRAM), 다시 연산하는(CNN) 여러 단계를 거쳐야 했지만, 이 기술은 센서 안에서 바로 연산이 이뤄져 불필요한 데이터 이동이 필요없다. 전상훈 교수는 "이로인해 전력 소모는 크게 줄이고, 반응 속도는 획기적으로 높인 실시간·초저전력 엣지 AI 구현이 가능해졌다"며 "특히, 기존 카메라–연산–메모리 분리형 구조를 대체할 수 있는 장점이 있다"고 말했다. 뉴로모픽 연구 논문 2편도 관심을 끌었다. 이 논문에서는 기존 이미지 센서에 필요한 복잡한 변환 회로(ADC/DAC)를 제거하고, 픽셀 인근에서 아날로그 방식으로 특징을 추출하는 초저전력 연산 기술을 제안했다. 이로 인해 이미지를 찍는 부품과 계산하는 부품을 따로 두지 않고 센서 단계에서 바로 판단이 가능하다. 사진을 찍어 다른 칩으로 보내 계산하던 기존 방식보다 전력 소모는 줄고 반응 속도는 빨라졌다. =============== 나머지 세 편의 연구에서는 차세대 3D 메모리에 필요한 고신뢰성 저장 구조, 열 안정성이 높은 산화물 채널, 전압을 줄여주는 특수 박막 설계 등의 방법을 제시했다. 이를 통해 같은 재료를 활용해 더 낮은 전압으로 동작하면서도 오래 쓰고, 전원이 꺼져도 데이터를 안정적으로 저장할 수 있는 차세대 낸드 플래시를 구현했다. 연구팀은 대규모 데이터 저장 과정의 안정성과 내구성을 크게 향상시켰다는 평가를 받았다. 연구를 이끈 전상훈 교수는 “센서·연산·저장을 각각 따로 설계하던 기존 AI 반도체 구조에서 벗어나, 전 계층을 하나의 재료와 공정 체계로 통합할 수 있음을 실증했다는 점에서 큰 의의가 있다”며, “앞으로 초저전력 엣지 AI부터 대규모 AI 메모리까지 아우르는 차세대 AI 반도체 플랫폼으로 확장해 나갈 것”이라고 밝혔다. 한편, 연구는 과학기술정보통신부, 한국연구재단 등 기초연구 사업과 극한스케일 극한물성 이종집적 한계극복 반도체기술 연구센터(CH³IPS) 지원을 받았다.

2025.12.31 14:20박희범 기자

KAIST 테라랩, IEEE 반도체 관련 학술대회서 2년 연속 '최우수상'

KAIST 김정호 교수 연구실(KAIST 테라랩)은 아시아·태평양 지역에서 가장 권위 있는 반도체 패키징 기술 관련 국제학회 '이뎁스(EDAPS) 2025'에서 배재근 연구생(석사과정)이 '최우수 학생 논문상'을 수상했다고 26일 밝혔다. 테라랩은 세계적으로 권위를 인정받는 국제학회에서 지난해 김태수 석사과정 학생 '최우수 논문상' 수상에 이어 2년 연속 수상자를 배출했다. 배재근 연구생은 이달 중순 일본 삿포로에서 열린 'EDAPS 2025' 국제학회에서 '스위치 트랜스포머 기반 HBM 설계 에이전트(Switch Transformer-based HBM Design Agent)'로 올 한 해 출판된 30여 편의 논문 중 이 분야 기술혁신에 기여한 점을 인정받아 'EDAPS 2025 전체 최우수 학생 논문상을 수상했다. '이뎁스(EDAPS, Electrical Design of Advanced Packaging & systems)'는 아시아·태평양 지역에서 가장 큰 반도체 패키징 기술 관련 학회다. 지난 2002년부터 국제전기전자공학자협회(IEEE) 전자패키징학회(Electronic Packaging Society)가 매년 주최하고 있다. 칩(Chip) 설계, 시스템인 패키지·시스템 온 패키지(Sip/Sop), 전자파 간섭·전자 적합성(EMI/EMC), 설계 자동화 프로그램(EDA) 툴(Tool) 및 3D-IC 및 실리콘 관통 전극(TSV) 설계 등 반도체 패키징의 전반적인 분야 연구 결과를 공유하고, 산업계 요구를 반영한 연구 성과를 주로 공개한다. 배재근 연구생 논문은 신호 품질 저하 주요 원인인 전원 공급 유도 지터(PSIJ)를 목표값 이하로 억제하면서도 디커플링 캐패시터 개수를 최소화하기 위해 스위치 트랜스포머 기반 강화학습 알고리즘을 적용한 결과물로, 기존 최적화 알고리즘 대비 약 15% 향상된 추론 속도를 입증해 주목 받았다. 배재근 연구생은 특히 논문에서 데이터 레이트 증가로 인해 점차 축소되는 HBM(고대역폭메모리) PSIJ(전원 노이즈 유발 지터) 마진 문제 해결을 위한 새로운 방법론을 제시했을 뿐만 아니라, 차세대 HBM을 포함한 이후 세대에도 동일한 적용이 가능한 높은 재사용성(reusability)을 갖춘 독창적인 시스템을 제안했다는 점에서 심사위원들로부터 높은 평가를 받은 것으로 알려졌다. 'PSIJ 마진 문제'는 전원 노이즈 때문에 신호 타이밍이 흔들려(지터 증가) 아이/타이밍 마진이 줄어드는 현상을 주로 말한다. 배재근 연구생은 "현재 테라랩이 지향하고 있는 HBM 하드웨어·소프트웨어 설계를 아우르는 에이전틱 인공지능(Agentic AI) 수립을 향한 작지만 의미 있는 첫걸음이 되기를 기대한다”고 소감을 밝혔다. 그는 이어 “향후 PSIJ 최적화를 넘어 전력·신호 무결성과 열 특성까지 통합적으로 고려하는 HBM 전주기 설계용 에이전틱 AI로 연구를 확장하고자 한다”며, “차세대 HBM 및 칩렛 기반 구조에서도 적용이 가능한 실무형 AI 설계 프레임워크를 구축해 산업 현장에 기여하는 연구자가 되고 싶다”고 포부를 밝혔다. 한편, 테라랩에는 올 12월 현재 석사과정 18명, 박사과정 9명 등 모두 27명의 학생이 반도체 전·후공정에 들어가는 다양한 패키지와 인터커넥션 설계를, 강화·모방 학습과 같은 인공지능(AI) 머신러닝(ML)을 활용해 최적화하는 연구를 수행 중이다. 테라랩은 이번 배재근 석사과정 학생의 수상 외에도 올해 초 조지아공대 박사과정에 진학한 김태수 석사 졸업생이'EDAPS 2024 전체 최우수 논문상'을 수상한 데 이어 올 초에도 세계적으로 권위를 인정받고 있는 국제학술대회 '디자인콘(DesignCon)'에서 박사과정 신태인 학생이 '최우수 논문상'을 수상하는 등 반도체 설계 분야에 관한 한 세계적으로 우수한 실력을 인정받고 있다.

2025.12.26 10:18박희범 기자

KAIST 신인식 교수, 한국인 최초 IEEE RTSS 최고 논문상

"학자로서 평생 가장 받고 싶었던 상을 받았다. 20년 전 연구가 실제로 세상에 큰 영향을 미쳤다는 점을 인정받아 영광이다. 이 이론을 실제 시스템에 적용해 준 많은 연구자와 기업 덕분이다." 신인식 KAIST 전산학부 교수가 실시간 시스템 분야 국제 학술대회인 'IEEE 실시간 시스템 심포지엄(RTSS)에서 '가장 영향력 있는 논문상(Influential Paper Award) 2025'을 수상한뒤 내놓은 소회다. 신 교수는 현대 실시간 스케줄링 이론의 기초를 정립했다. 한국인으로는 처음 이 상을 받았다. 21일 KAIST에 따르면 이 상은 연구 논문이 발표된 이후 10년 이상 학계와 산업계 전반에 지속적인 영향을 미친 경우 수여하는 '세월의 검증을 거친 상' 성격의 상이다. 신 교수는 지난 2003년 미국 펜실베이니아대학교 이인섭 교수와 공동으로 '주기적 자원 모델(Periodic Resource Model)'에 관한 논문을 발표했다. 이 연구는 복잡한 시스템을 한 번에 검증하기보다, 시스템을 모듈(부품) 단위로 나눠 결과를 결합하더라도 전체 시스템의 안전성이 보장된다는 것을 수학적으로 증명했다. KAIST는 이를 레고 블록처럼 “작은 부품의 시간 약속을 검증한 뒤 조립해도 전체가 안전하게 작동함을 보장하는 방식”이라고 설명했다. 이 접근법은 자율주행차, 항공기, 산업용 로봇 등 순간의 지연도 허용되지 않는 실시간 시스템 설계·검증에 기여했다는 평가를 받는다. 특히 더 복잡해진 현대 실시간 시스템에서, 기존처럼 시스템 전체를 한 번에 분석해야 했던 한계를 극복하는 데 의미가 있다고 KAIST는 덧붙였다. IEEE 기술위원회는 “이 모델은 현대 실시간 시스템 설계의 핵심 언어로 자리 잡았으며, 지난 20년간 연구와 산업의 방향을 이끌어왔다”고 평가했다. 수상 논문은 현재 미국과 유럽 주요 대학의 교과서에도 수록돼 있다. 신인식 교수는 “학자로서 평생 가장 받고 싶었던 상이 바로 이 상”이라며, “20년 전 연구가 실제로 세상에 큰 영향을 미쳤다는 점을 인정받아 영광이며, 이 이론을 실제 시스템에 적용해 준 많은 연구자와 기업 덕분”이라고 소감을 밝혔다. 신 교수는 고려대학교를 나와 미국 스탠퍼드대와 펜실베니아 주립대서 석, 박사학위를 받았다. 한편 신 교수는 실시간 시스템 연구에 이어 인공지능(AI) 분야로 연구 영역을 확장하고 있다. 교원 창업 기업 '플루이즈(Fluiz)'를 설립해, 사용자가 말로 스마트폰 앱을 실행할 수 있는 모바일 AI 에이전트 기술인 '플로이드지피티(FluidGPT)'를 개발했다. 이 기술은 최근 과학기술정보통신부 주최 'AI 챔피언 경진대회'에서 우승을 차지하며 상금 30억 원을 받았다.

2025.12.21 12:00박희범 기자

윤인수 KAIST 교수 "보안 인재, AI 더 잘 알아야"

"인공지능(AI) 시대가 될수록 보안 인재들의 역할이 더욱더 중요해지는 시대가 될 것 같다. 안타까운 일이지만 아마 내년, 내후년에는 더 많은 보안 사고들이 일어날 것으로 예상된다. 그만큼 AI가 빠르게 발전하고 있고, 공격자들이 AI를 빠른 속도로 적용하고 있기 때문이다." 윤인수 KAIST 전기 및 전자공학부 교수는 한국정보보호산업협회(KISIA)가 19일 개최한 '2025 정보보호 인재양성 교육사업 성과공유회'에서 이같이 밝혔다. 윤 교수는 이날 정보보호 인재양성 교육사업에 참가한 수강생들 앞에서 'AI 시대의 정보보호 인재양성의 방향'을 주제로 특별 강연을 했다. 윤 교수는 "정보보호라고 하는 것들은 단순히 어떤 하나의 기업, 하나의 기관만 잘해서 되는 것이 아니라, 사회 전체가 정보보호 참여자가 돼야 하는 것"이라며 "AI는 여전히 환각 등 여러 문제를 안고 있고 완벽하지 않기 때문에 정보보호 인력들의 질을 높이는 방향으로 인재 양성이 이뤄져야 한다"고 강조했다. AI가 많은 산업 영역을 대체하고 있는 현실이다. AI가 코드를 생성하거나 정보보호 영역에서도 많은 부분을 자동화하기도 했다. 그러나 윤 교수는 AI가 한계를 보이고 있는 부분이 있는 만큼 정보보호 인재 양성의 방향이 'AI와 같이 자랄 수 있는 인재'를 키우는 쪽으로 방향타를 잡아야 한다고 밝혔다. 그는 "AI 시대에서는 AI를 효과적으로 사용하고 AI가 생성한 결과물을 잘 판단하고, 정해진 답이 아닌 어떤 문제를 만들고 해결하는 사람이 필요하다. AI와 같이 자랄수 있는 인재"라며 "기존의 교육은 여전히 필요하다. AI 관련 이론적 교육과 더불어 실전적인 교육도 병행해야 한다"고 말했다. AI가 어떻게 작동하는지, 어떤 한계가 있는지 명확하게 이해하고, 여러 AI 도구를 효과적이고 다양하게 사용할 수 있는 인재가 미래 정보보호 산업을 이끌게 될 거라는 윤 교수의 전망인 셈이다. 한편 이날 KISIA, 한국인터넷진흥원, 과학기술정보통신부 등이 개최한 행사는 1년간 진행한 정보보호 인재양성 교육사업의 성과를 되돌아보는 자리로 마련됐다. 우수 교육생에 대한 각 기관별 시상도 진행됐다. 이어 우수 교육생이 직접 성과에 대해 발표하고, 미래 비전에 대해 직접 소개하는 시간도 가졌다. 조영철 KISIA 협회장은 "인터넷, 모바일 시대를 지나 AI의 시대가 왔다. AI시대에서도 KISIA는 정보보호 교육을 굉장히 중요시 하고 있으며, 정부 시책, 과학기술정보통신부 여러 프로그램에 맞춰 사업을 수행하고 있다"며 "산업 현장과 연결된 교육을 하자는 것이 협회의 교육 방향성이며, 산업과 인재를 연결하는 것이 중요한 핵심 과제다. 사이버보안 분야는 전망있고 유능한 분야이지만 어려운 분야이기도 하다. 미래를 향해 나아가는 정보보안 인재들이 커뮤니케이션, 사회적 윤리, 팀워크 등을 두루 갖춘 전임적인 인재가 됐으면 한다"고 말했다.

2025.12.19 18:13김기찬 기자

"화재현장 전력 끊겨도 소방대원 위치 1m내 추적…건물내부 3D모델링 꼭 필요"

"20년 전 정부가 도면으로 관리하던 소방 대상물 정보를 표면이라도 디지털로 3D화하는 시범사업을 추진했다. 그러나 20년이 지난 현재도 제대로 되지 않고 있다. 소방 현장 건물 3D모델링은 소방대원 안전 확보와 신속한 화재 진압을 위해서도 꼭 필요하다." 소방청이 올해부터 오는 2027년까지 소방안전 현장활용 기술 개발 사업의 일환으로 추진중인 소방대원 인프라리스 위치추정 및 관제시스템 기술 개발 과제의 1차년도 성과를 듣고 김문용 대전소방본부장이 내놓은 의견이다. 1차년도 성과발표는 지난 18일 대전시 소방본부에서 이루어졌다. 이날 행사는 시터스가 주관하고, KAIST와 브이아이소프트, 토버가 참여했다. 협력 기관은 대전소방본부다. 이날 성과 발표에 이어 진행된 질의 응답에서 김 본부장은 건물의 3D모델링의 필요성에 대해 호평했다. 하지만, 이에 따른 예상되는 문제와 어려움도 지적했다. 예를 들어 데이터 협조와 데이터 업데이터와 소요시간 및 인력, 건물 내부의 프라이버시 등에 대해 관심을 표명했다. 또 화재 현장 통신 불통은 기존 건물 지하 누설동축 케이블 활용, 스타링크 위성 통신, 각 개별 위치 단말기에 전국지도 데이터 구축 등이 논의됐다. 이에 대해 3D모델링을 주관하는 토버 김풍민 대표는 "30분이면 촬영이 끝나고, 2시간이면 3D 모델링이 완료된다. 이를 1시간 내 끝내는 것이 목표"라며 "AI를 이용해 3D모델링하는 기술을 자체 보유하고 있기 때문에 스킬이 좀 더 숙달되면 목표 달성이 가능할 것"으로 전망했다. 또 침대 등 프라이버시 보호 등과 관련해서는 데이터 보관 할 때 비식별화 기법 등도 많이 나와 있어 문제될 것이 없다는 설명을 이어갔다. 이에 앞서 1차년도 사업설명에서는 참여 기관별 성과와 역할에 대해 자세한 설명이 진행됐다. 이 사업 최종 연구개발 목표는 화재현장 투입 소방대원 위치 정보 파악과 건물 내부 3D 모델링 지도다. 이를 어떻게, 어떤 방법으로 구현할 것이냐에 대한 기술 개발 전략을 3가지 세워놨다. 우선 현장 소방대원이 어디에 있든 실내 수평 정확도 2.5m, 수직 정확도 1m 범위를 특정할 수 있는 실내외 통합 위치인식 시스템 개발이다. 이에는 AI(인공지능) 기반으로 GNSS(위성항법시스템), 관성센서, 기압계 데이터를 통합, 활용한다. 이와함께 연구팀은 내열 성능 90분, IP67 수준의 방진방수, 무게 500g 이내에서 1시간 이상 작동하는 실내외 통합 위치인식 단말기 및 통신 중계기도 개발할 예정이다. 통신 불능상황에서 통신성공률 100%, 단말간 통신거리 600m, 중계장치 통신거리 600m 운용가능한 소방대원 위치 추적 및 모니터링 시스템 개발도 실증까지 수행하게 된다. 과제가 마무리되는 2027년이 되면 화재가 발생, 실내외 전원이 차단되더라도 소방대원 위치를 반경 2.5m이내까지 정확히 파악할 수있게 된다. 실제 사전 테스트에선 위치 정확도가 1m까지 가능할 것으로 파악됐다. 주관기관인 시터스는 위치단말과 P2M 네트워크, 게이트웨이, 현장 모니터링 단말을 엮어 스마트 소방관 통합 관제 플랫폼 구축 사업의 성과를 공개했다. 현재 시터스는 전자지도 구축 및 랜드마크 자동추출 작업 등을 진행 중이다. 전국 오프라인 3D 전자지도를 활용해 소방 현장 모니터링 시스템도 구축한다. 시터스는 또 중앙관제 및 위험감지, 위험도에 따른 SOS 알람이 자동 발동하는 시스템도 확보할 계획이다. 1차년도에 KAIST(한동수 교수, 문병철 박사)는 랜드마크 탐지 기법과 PDR(보행자 추측방법) 기법을 연계시킨 AI기반 센서퓨전 위치인식 알고리즘을 개발했다. 이 기술은 계단이나 엘리베이터, 에스컬레이터와 출입구 등의 탐지, 실내외 전환, 낙상 및 비정상 움직임 등을 정확히 파악할 수 있다. KAIST는 이날 정확한 위치 파악을 위한 장비 시연도 진행했다. 단말기를 통해 위치추적기를 장착자의 실내외 동선이 정확히 나타난다. 브이아이소프트가 개발한 위치 단말 및 리피터 단말 인증 요구사항에 따른 초기 하우징 설계 및 프로토타입도 선보였다. 지그비 P2M 네트워크 토폴로지를 검증하고 위치/리피터/게이트웨이 펌웨어를 개발했다. 이날 토버는 소방 점검 또는 관제를 위한 건물 도면 등의 소방 관련 정보를 디지털 공간 데이터로 통합 구현하는 업무를 추진 중이다. 건물 구조를 AI를 활용한 실사기반 3차원 공간으로 구현한 요양병원 '보나파시오'의 내부 건물 3D 모델링을 공개해 관심을 끌었다. 해상도는 소화전 글씨를 읽을 수준인 16K, 층별 구역별 주요 시설물 위치를 정확히 나타낸다. 현재 현장 3D모델링하는데는 5천평방미터 기준 2시간, 현장 촬영에 30분이 걸린다. 토버 측을 대표해 설명한 이길원 연구원은 화재 발생시 피해자에 화재 상황, 피난 경로 등도 실시간 서비스가 가능하다고 부연 설명했다.

2025.12.19 16:00박희범 기자

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